JPH07235095A - 光磁気再生ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導波路の製造ばらつきや温度変化による光学
パラメータの変動又は出射光の波長変動等があっても、
２つの固有モード間の位相差を容易に補償（πの整数
倍）でき、楕円偏光による再生信号の劣化を防止する。 【構成】 発光手段５から出射されたレーザ光のＴＥモ
ード成分を光磁気記録媒体側に案内し、光磁気記録媒体
からの反射光を差動光検出部９側に案内する光導波路４
を具備し、この光導波路４に、反射光に含まれるＴＥモ
ードとＴＭモードの各光成分の位相差を補償する位相補
償手段を設けて構成する。この場合、位相補償手段を、
電気光学結晶からなる基板上に、この基板よりも光屈折
率の高い薄膜を形成して構成された光導波路４と、この
光導波路４に対し、ＴＭモードに沿う方向に電界を印加
する位相制御電極（２１ａ及び２１ｂ）及びフィードバ
ック回路１１とで構成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば光磁気ディスク
等に記録されている情報信号の再生に用いられる光磁気
再生ピックアップに関し、特に光導波路を用いた光磁気
再生ピックアップに用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の個別部品を使用した光磁気再生ピ
ックアップは、図１５にその一例を示すように、例えば
レーザダイオードによるレーザ光源と偏光板とを具備す
る光源部１０１から出射された所定の偏光面を有する直
線偏光（以下、これをＴＥ波と記す）を、パーシャルビ
ームスプリッタ（以下、単にパーシャルＢＳと記す）１
０２を通じて、記録媒体、即ち光磁気記録媒体１０３に
照射するようになされ、この光磁気記録媒体１０３から
の反射光を、上記パーシャルＢＳ１０２によって反射さ
せ、更にアナライザ（４５度検光）によって、一対の光
検出素子１０５ａ及び１０５ｂに入射させてそれぞれ電
気信号（検出出力）として、後段の差動増幅器１０６に
入力させる構成を採用している。なお、上記一対の光検
出素子１０５ａ及び１０５ｂ並びに差動増幅器１０６に
て差動検出回路１０７が構成される。この場合、パーシ
ャルＢＳ１０２は、例えばＴＥ波を２０％反射し、これ
と直交する偏波面のＴＭ波をほぼ１００％反射する特性
とされる。

【０００３】このようにして、光源部１０１からのＴＥ
波は、その大部分（８０％）が光磁気記録媒体１０３に
照射される。そして、この光磁気記録媒体１０３の記録
信号磁化に応じて光−磁気相互作用（カー効果）によっ
て偏光面が回転した反射光が再びパーシャルＢＳ１０２
に入るが、ここで上記カー効果による回転（カー回転）
によって生じたＴＭ波成分はほとんど反射される。

【０００４】上記パーシャルＢＳ１０２で反射されたＴ
Ｍ波成分は、次のアナライザ１０４によって４５度検光
分岐されて一対の光検出素子１０５ａ及び１０５ｂに入
射される。この場合、光磁気記録媒体１０３の記録情報
に応じて、即ち上記カー回転の大小によって、例えば一
方の光検出素子１０５ａへの入射光量が小となることか
ら、両者の検出出力を差動検出回路１０７によって差動
的に検出することにより、再生信号を取り出すことがで
きる。

【０００５】一方、光磁気再生ピックアップとして、そ
の小型化、軽量化、量産性の向上を図ったものとして、
光導波路によるいわゆる光集積技術を用いた光磁気再生
ピックアップ、即ち光導波路からの出射光を直接光磁気
記録媒体に照射し、その透過光又は反射光の偏光面の回
転を検出する光磁気再生ピックアップが提案されている
（例えば、特開昭６０−２２４１３９号公報，特開平１
−２７９４３２号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、図１６に示す
ように、光導波路１１１を伝搬する光Ｌは、直交する偏
波方向に対応するモード間の伝搬定数が異なるため、導
波路を出射する光は、一般に楕円偏光となる。

【０００７】磁気光学材料表面に入射する光の偏光が楕
円になると、検出される偏波面の回転の情報は小さくな
る。光導波路に入射する偏光の方向を一つの固有モード
に一致させれば、往路については、偏光状態を保ったま
まで、導波路を通過させることはできる。しかし、磁気
光学材料表面での反射光を再び導波路に入射させようと
する場合、復路においては、磁気光学材料による偏波面
の回転により、もう一方の固有モード成分も生じ、これ
ら２つのモード間の位相差によって出射光は結局楕円偏
光になる。

【０００８】以下、入射光の偏光方向に対してそれぞれ
±４５゜に検光方向を傾けた検光子を使って差動検出を
行なう場合について、図１７及び図１８を参照しながら
説明する。ここで、図１７及び図１８で示す線図は、縦
軸にＴＥモード偏波方向をとり、横軸にＴＭモード偏波
方向をとって、２つの反射光、即ち上向き磁化での反射
光１２１と下向き磁化での反射光１２２の各偏光方向
（ベクトル）を描いたものである。

【０００９】これら図１７及び図１８において、横軸に
対して±４５゜方向に延びる線ｍ及びｎは、入射光１２
３の偏光方向に対して＋４５゜及び−４５゜にそれぞれ
検光方向を傾けた２つの検光子の検光方向を示す。な
お、この例では、ＴＭモードの光を光磁気記録媒体に入
射させた場合を想定している。

【００１０】即ち、光磁気記録媒体の磁化の向きを反転
させた場合、２つの反射光１２１及び１２２の各偏光方
向は、そのカー効果によって、横軸ＴＭに対して＋θ又
は−θほど回転する。このとき、差動検出器の出力は、
ピーク・トゥー・ピークで（線分ＡＡ’−線分ａａ’）
−（線分ＢＢ’−線分ｂｂ’）となる。

【００１１】これら反射光１２１及び１２２が光導波路
を伝搬することにより、図１８に示すように、それぞれ
楕円偏光１２４及び１２５になった場合、各楕円から線
ｍ，ｎに投影した線分ＡＡ’と線分ａａ’の差（＝線分
ＡＡ’−線分ａａ’）並びに線分ＢＢ’と線分ｂｂ’の
差（＝線分ＢＢ’−線分ｂｂ’）は、それぞれ図１７に
おける線分ＡＡ’と線分ａａ’の差（＝線分ＡＡ’−線
分ａａ’）並びに線分ＢＢ’と線分ｂｂ’の差（＝線分
ＢＢ’−線分ｂｂ’）に比べて小さくなってしまい、そ
れに応じて検出信号は低下する。

【００１２】磁気光学材料での偏波面の回転角をθ、光
導波路に光を片道導波したときに生じる２つの固有モー
ド間の位相差をψとし、入射偏波方向からそれぞれ±４
５゜傾いた方向の偏波面について差動検出すると、検出
信号は、ｃｏｓψｓｉｎ２θに比例する。

【００１３】これにより、位相差ψをπの整数倍にすれ
ば、信号の劣化はないことになる。この場合、位相差ψ
は導波路長に比例するので、導波路の長さによりこれを
調整するという方法もあるが、波長オーダーの作製精度
を要求されるため、現実的ではない。更に、温度変化に
よる導波路の光学パラメータの変化や光源の波長変動に
起因する出射光の偏光状態の変化に対応できないという
問題もある。

【００１４】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、導波路の製造ばらつき
や温度変化による光学パラメータの変動又は出射光の波
長変動等があっても、２つの固有モード間の位相差を容
易に補償（πの整数倍）することができ、楕円偏光によ
る再生信号の劣化を防止することができる光磁気再生ピ
ックアップを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光磁気再生
ピックアップは、図１に示すように、発光手段５から出
射された光の第１のモードの光成分を記録媒体側に案内
し、該記録媒体にて反射した光を光検出器９側に案内す
る光導波路４を具備させ、この光導波路４に、反射光に
含まれる第１と第２のモードの各光成分の位相差を補償
する位相補償手段を設けて構成する。

【００１６】この場合、上記第１のモードを垂直偏波モ
ード又は水平偏波モードとすることができ、上記第２の
モードは上記第１のモードが垂直偏波モードのとき、水
平偏波モードとし、上記第１のモードが水平偏波モード
のとき、垂直偏波モードとすることができる。

【００１７】そして、上記位相補償手段を、図２に示す
ように、電気光学結晶からなる基板１上に、該基板１よ
りも光屈折率の高い薄膜２を形成して構成された上記光
導波路４と、この光導波路４に対し、電界を印加する電
界印加手段（位相制御電極２１及びフィードバック回路
１１）とで構成することができる。

【００１８】また、上記位相補償手段を、図６に示すよ
うに、基板４１上に、電気光学結晶からなり、かつ基板
４１よりも光屈折率の高い薄膜４３を形成して構成され
た上記光導波路４と、この光導波路４に対し、電界を印
加する電界印加手段（位相制御電極２１及びフィードバ
ック回路１１）とで構成することができる。

【００１９】なお、上記上記電界印加手段によって印加
する電界の方向は、上記第１又は第２のモードに沿う方
向としてもよく、上記光導波路４の膜厚方向としてもよ
い。

【００２０】また、位相補償手段としては、図７に示す
ように、上記光導波路４上に形成された温度制御素子５
４を設けて構成してもよいし、図１１に示すように、発
光手段６４から出射される光の波長を可変にする波長制
御手段（波長可変半導体レーザ６４，駆動電流源６６及
びフィードバック回路６５）を設けて構成するようにし
てもよい。

【００２１】

【作用】本発明に係る光磁気再生ピックアップにおいて
は、発光手段５から出射された光の第１のモードの光成
分が光導波路４によって記録媒体側に案内され、該記録
媒体にて反射した光（反射光）が同じく光導波路４によ
って光検出器９側に案内されて、この光検出器９から再
生信号が取り出されることになる。

【００２２】このとき、上記反射光は、第１のモード
（例えばＴＥモード）の光成分と第２のモード（例えば
ＴＭモード）の光成分が混在し、各モード間の位相差に
よって楕円偏光となる。その結果、通常はこの楕円偏光
によって再生信号の劣化を引き起こすことになる。

【００２３】しかし、上記２つのモード間の位相差をπ
の整数倍とすることにより、再生信号の劣化は回避でき
る。

【００２４】本発明に係る光磁気再生ピックアップにお
いては、上記２つのモード間の位相差を補償する位相補
償手段を具備しているため、この位相補償手段によっ
て、例えば上記２つのモード間の位相差をπの整数倍に
補償することが可能となり、その結果、上記楕円偏光に
よる再生信号の劣化を防止することができる。

【００２５】特に、上記位相補償手段を、電気光学結晶
からなる基板１上に、該基板１よりも光屈折率の高い薄
膜２を形成して構成された上記光導波路４と、この光導
波路４に対し、電界を印加する電界印加手段とで構成し
た場合においては、この電界印加手段によって電界を印
加すると、いわゆるポッケルス効果により、電気光学結
晶からなる基板１の光屈折率の屈折率成分が変化する。

【００２６】具体的には、上記電界印加手段によって、
例えば第２のモードに沿う方向に電界を印加すると、上
記ポッケルス効果により、電気光学結晶からなる基板１
の光屈折率中、第２のモードに沿う方向の屈折率成分が
変化する。また、上記電界印加手段によって、例えば光
導波路の膜厚方向に電界を印加すると、ポッケルス効果
により、電気光学結晶からなる基板１の光屈折率中、膜
厚方向の屈折率成分が変化する。

【００２７】これによって、電界の印加方向に電界成分
を持つモード（光成分のモード）の伝搬定数が変化し、
２つのモード間の位相差が変化することなる。具体的に
は、例えば電界印加手段にて膜厚方向に電界を印加した
場合は、膜厚方向に電界成分を持つＴＭモードの伝搬定
数が変化し、２つのモード間の位相差が変化することな
る。従って、上記電界印加手段から発生する電界の強度
を適宜選定することにより、上記２つのモードの位相差
を制御できることになり、該位相差をπの整数倍に調整
することが可能となる。

【００２８】また、上記位相補償手段を、基板４１上
に、電気光学結晶からなり、かつ上記基板４１よりも光
屈折率の高い薄膜４３を形成して構成された上記光導波
路４と、この光導波路４に対し、電界を印加する電界印
加手段とで構成した場合においても、上記電界印加手段
から発生する電界の強度を適宜選定することにより、上
記２つのモードの位相差を制御できることになり、該位
相差をπの整数倍に調整することが可能となる。

【００２９】また、位相補償手段を、上記光導波路４上
に形成された温度制御素子５４を設けて構成した場合に
おいては、温度制御素子５４によって光導波路４の一部
の温度を制御できることとなる。従って、この温度制御
素子５４による上記一部の温度を適宜変化させることに
より、上記２つのモードの位相差を制御できることにな
り、該位相差をπの整数倍に調整することが可能とな
る。

【００３０】また、発光手段６４から出射される光の波
長を可変にする波長制御手段を設けて構成した場合にお
いては、波長制御手段によって発光手段６４の波長を制
御できることとなる。従って、この波長制御手段によっ
て発光手段６４の波長を適宜変化させることにより、上
記２つのモードの位相差を制御できることになり、該位
相差をπの整数倍に調整することが可能となる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明に係る光磁気再生ピックアップ
のいくつかの実施例を図１〜図１４を参照しながら説明
する。

【００３２】まず、第１実施例に係る光磁気再生ピック
アップは、図１及び図２に示すように、電気光学結晶、
例えばＫＴＰ（ｚカット板）からなる高さ約０．５ｍｍ
の基板１上に、高光屈折率の誘電体膜である例えばＴｉ
Ｏ₂ 薄膜を成膜して膜厚約１７０ｎｍの導波層２とし、
更にこの導波層２に対してイオンミリングにより選択的
に２０ｎｍほどエッチングを行なうことにより、所定の
導波路に沿って延び、かつ導波路部分が断面凸状となさ
れた凸状ライン（厚み約１７０ｎｍ）３を有するいわゆ
るリブ型３次元光導波路の形状に形成された光導波路４
を有して構成されている。

【００３３】この光導波路４における光磁気記録媒体と
対向する面（以下、単に対向面と記す）ａの反対側の端
面ｂには、光源、例えば半導体レーザ（レーザダイオー
ド）５が設置されている。この半導体レーザ５は、その
活性層が光導波路４の往路６と接続されて、該光導波路
４と光学的に結合されている。また、光導波路４の往路
６の途上には、所定の偏光面を有する直線偏光（ＴＥ
波）を得るための偏光子としてのモードフィルタ７が配
置されている。

【００３４】ここで、光導波路４を構成する凸状ライン
３は、半導体レーザ５から出射されたレーザ光及び光磁
気記録媒体で反射した光（総称して、導波光と記す）を
効果的に閉じ込めて、光導波路４に沿って効率よく伝達
させるためのものである。そして、本実施例において
は、上記導波光の膜厚方向のビーム幅が最小になり、か
つシングルモード条件を満たすように、導波層２の膜
厚，凸状ライン３の幅及び高さが選ばれる。例えば、半
導体レーザ５から出射されるレーザ光の波長λが６３
２．８ｎｍである場合、ＴＭ０次モードについて、凸状
ライン３の高さ及び幅をそれぞれ１７０ｎｍ及び２μｍ
にすることにより、膜厚方向のビーム幅として２１０ｎ
ｍが実現できる。

【００３５】また、この光導波路４は往路６の途中でほ
ぼＹ状に分岐されている。この往路６から分岐した部分
は、光磁気記録媒体で反射した光が通過する部分であっ
て、この光導波路４の復路８を構成している。従って、
以下の説明では、この分岐した部分を復路８と記す。

【００３６】この復路８の途中からその終端にかけて差
動光検出部９が配されている。この差動光検出部９は、
図３に示すように、復路８から分岐する２本の分岐路８
ａ及び８ｂと、これら分岐路８ａ及び８ｂの先端にそれ
ぞれ光学的に結合され、上記分岐路８ａ及び８ｂからの
反射光を光電変換する例えばフォトダイオードからなる
第１及び第２の光検出素子９ａ及び９ｂとを有して構成
されている。これら光検出素子９ａ及び９ｂの出力端子
は、外部に設置された差動増幅器１０に接続されてい
る。この差動増幅器１０は、上記第１及び第２の光検出
素子９ａ及び９ｂからの各検出信号を差動増幅する回路
であり、この差動増幅器１０の出力端子から光磁気記録
媒体に記録されている情報信号が取り出されることにな
る。この実施例においては、後述するフィードバック回
路１１を通してその出力端子から再生出力Ｓを得るよう
にしている。なお、上記第１及び第２の光検出素子９ａ
及び９ｂ並びに上記差動増幅器１０にて差動増幅回路１
２が構成されることになる。

【００３７】また、上記差動光検出部９における各分岐
路８ａ及び８ｂには、第１及び第２の信号検出用モード
フィルタ１３ａ及び１３ｂが設けられる。これら第１及
び第２の信号検出用モードフィルタ１３ａ及び１３ｂ
は、理想的には例えばＴＥモードに対して＋４５゜及び
−４５゜をなす偏光面を透過するように設けられる。

【００３８】上記第１及び第２の信号検出用モードフィ
ルタ１３ａ及び１３ｂは、例えば互いに所要の角度をな
す両側面を有する溝１４を設け、これら側面１４ａ及び
１４ｂにそれぞれ分岐路８ａ及び８ｂが通ずるように
し、更にこれら各分岐路８ａ及び８ｂが通ずる部分に、
例えばクラッド型モードフィルタを形成することによっ
て構成することができる。このような所要角度の側面を
有する溝１４の形成は、基板１の結晶面の選定と、基板
１に対する結晶学的異方性エッチングによって形成で
き、エッチング後の基板１上にリブ型光導波路を構成す
るＴｉＯ₂ 膜２を形成することにより、上記溝１４の形
成に伴う該溝１４の側面１４ａ及び１４ｂ上に凸状ライ
ン３、即ち分岐路８ａ及び８ｂが通ずるように構成する
ことが可能となる。

【００３９】そして、上記半導体レーザ５から出射され
たレーザ光は、光導波路４の往路６における凸状ライン
３に導入され、この凸状ライン３によって対向面ａ側に
導かれる。このとき、レーザ光は、途中に形成されたモ
ードフィルタ７によって所定の偏光面の直線偏光（ＴＥ
波）とされて対向面ａ側に導かれる。対向面ａ側に導か
れたレーザ光は、直接図示しない光磁気記録媒体に照射
され、その光磁気記録媒体に記録されている磁化情報に
応じて光−磁気相互作用によってその偏光面が回転さ
れ、反射光として再び光導波路４の凸状ライン３に導入
される。

【００４０】この反射光は、上記光磁気記録媒体の磁化
に応じた光−磁気相互作用によってその偏光面が回転さ
れていることから、ＴＥモードの光成分とＴＭモードの
光成分とが混在した光となる。

【００４１】反射光は、復路８に設けられた差動光検出
部９の各信号検出用モードフィルタ１３ａ及び１３ｂに
て、それぞれ＋４５゜の偏光成分と−４５゜の偏光成分
が透過されて、対応する光検出素子９ａ及び９ｂに入射
される。

【００４２】ここで、光磁気記録媒体に記録されている
磁化情報が例えば上向き磁化であって、反射光の偏光面
がＴＥモードに対して＋θほど回転したものである場
合、第１の信号検出用モードフィルタ１３ａを透過した
光成分が、第２の信号検出用モードフィルタ１３ｂを透
過した光成分よりも光量的に多くなり、それに応じて、
第１の光検出素子９ａから出力される検出信号の信号レ
ベルが第２の検出素子９ｂから出力される検出信号の信
号レベルよりも高くなり、差動増幅器１０からは例えば
正の振幅を有する出力信号が出力されることになる。

【００４３】一方、光磁気記録媒体に記録されている磁
化情報が下向き磁化であって、反射光の偏光面がＴＥモ
ードに対して−θほど回転したものである場合、第１の
信号検出用モードフィルタ１３ａを透過した光成分が、
第２の信号検出用モードフィルタ１３ｂを透過した光成
分よりも光量的に少なくなり、それに応じて、第１の光
検出素子９ａから出力される検出信号の信号レベルが第
２の検出素子９ｂから出力される検出信号の信号レベル
よりも低くなり、差動増幅器１０からは例えば負の振幅
を有する出力信号が出力されることになる。

【００４４】上記差動増幅器１０から出力される出力信
号の極性に対応させて、正のとき論理的に「０」、負の
とき論理的に「１」というように、光磁気記録媒体に記
録されている磁化情報を論理情報に変換することができ
る。

【００４５】そして、この第１実施例に係る光磁気再生
ピックアップは、図１及び図２に示すように、リブ型光
導波路４を構成する凸状ライン３を含む導波層２上に例
えばＳｉＯ₂ からなる平坦化膜１５を形成し、この平坦
化膜１５上にプラス電極２１ａを構成する１枚の例えば
Ａｌ電極膜（以下、プラス電極膜と記す）と、マイナス
電極２１ｂを構成する２枚のＡｌ電極膜（以下、それぞ
れマイナス電極膜と記す）を形成して構成されている。

【００４６】プラス電極２１ａは、光導波路４の往路６
中、Ｙ分岐点と対向面ａの間における凸状ライン３の直
上部分に形成され、２つのマイナス電極２１ｂは、上記
プラス電極２１ａの両脇部分に該プラス電極２１ａから
所定距離ほど離間させて形成されている。本実施例にお
いては、プラス電極２１ａの側端からマイナス電極２１
ｂの側端までの距離を数μｍに設定してある。これらプ
ラス電極２１ａ及びマイナス電極２１ｂにて位相制御用
電極２１が構成される。

【００４７】そして、この第１実施例においては、上記
位相制御用電極２１と上記差動増幅器１０間にフィード
バック回路１１を挿入接続することにより、光導波路４
の凸状ライン３に対して膜厚方向（ｚ方向）の電界が印
加されるように構成されている。このフィードバック回
路１１の構成は後述する。なお、このｚ方向は、反射光
に含まれるＴＭモードと同じ方向である。

【００４８】上記のように、ｚ方向に電界を印加する
と、ポッケルス効果によって、電気光学結晶（ＫＴＰ）
にて形成された基板１における光屈折率のｚ方向成分が
変化し、それに応じて、ＴＭモードの伝搬定数が変化す
るため、上記フィードバック回路１１からの制御信号Ｓ
ｃに基づいて反射光に含まれるＴＥモードの光成分及び
ＴＭモードの光成分の位相差を制御することが可能とな
る。

【００４９】ここで、具体的に数値を示して、この第１
実施例に係る光磁気再生ピックアップの構成について説
明する。

【００５０】この第１実施例に係る光磁気再生ピックア
ップは、基板１として、ポッケルス定数γ３３が３６．
３ｐｍ／ＶのＫＴＰからなり、かつ水平方向、即ちｘ方
向の光屈折率（ｎ４ＴＥ）が１．７６２７、ｚ方向の光
屈折率（ｎ４ＴＭ）が１．８６５６の基板を用い、この
基板１上に光屈折率ｎ１＝２．５のＴｉＯ₂ 薄膜２を形
成した後、選択的にイオンミリングを行なって、高さ１
７０ｎｍの凸状ライン３を形成して光導波路４とし、こ
のＴｉＯ₂ 薄膜２上に光屈折率ｎ２＝１．４５のＳｉＯ
₂ 膜１５を形成し、更にＳｉＯ₂ 膜１５の所要位置にＡ
ｌ電極膜からなるプラス電極２１ａ及びマイナス電極２
１ｂを形成することにより、この第１実施例に係る光磁
気再生ピックアップを形成した。このとき、プラス電極
２１ａ及びマイナス電極２１ｂの長手方向の長さは、共
に１０ｍｍとしてある。

【００５１】そして、プラス電極２１ａ及びマイナス電
極２１ｂからなる位相制御用電極２１への印加電圧を変
えて、基板１のｚ方向の光屈折率を変化させたときの各
光検出素子９ａ及び９ｂにて出力される検出信号の相対
値の変化をみると、図４に示すように、相対値が最大と
なるｚ方向の光屈折率の周期Ｄは、約１０^-4程度とな
る。図示の例では、ｚ方向の光屈折率の変化分ΔＮｓＺ
が約−０．００００３付近と約＋０．００００８におい
て、上記相対値が最大となっている。なお、図４におい
て、ｎ３は空気の光屈折率を示し、波長λはレーザ光源
から出射されるレーザ光の波長を示す。

【００５２】この第１実施例においては、フィードバッ
ク回路１１から制御信号Ｓｃを供給して光導波路４に対
し、ｚ方向に最大０．８５Ｖ／μｍの電界を与えること
によって、ｚ方向の光屈折率の変化分ΔＮｓＺを１０^-4
の範囲で変化させ、最大の相対値を得るようにしてい
る。

【００５３】ここで、フィードバック回路１１の構成に
ついて図５を参照しながら説明する。このフィードバッ
ク回路１１は、上記相対値が極大となるような位相制御
用電極２１への印加電圧からのずれを示す誤差信号Ｓｅ
を用いて位相補償が行なわれる。

【００５４】即ち、このフィードバック回路１１は、差
動増幅器１０からの出力を、光磁気記録媒体から読み取
る搬送波信号の周波数ｆｃより十分に高い周波数ｆｍで
同期検波して、誤差信号Ｓｅを取り出し、この誤差信号
Ｓｅを位相制御用電極２１にフィードバックするもので
ある。

【００５５】具体的には、図５に示すように、周波数ｆ
ｍの変調信号を出力する発振器３１と、差動増幅器１０
の出力から周波数ｆｍの変調信号成分を除去して再生信
号として出力する第１のローパスフィルタ（以下、第１
のＬＰＦと記す）３２と、差動増幅器１０の出力から周
波数ｆｍの高調波成分を除去する中心周波数ｆｍのバン
ドパスフィルタ（以下、ＢＰＦと記す）３３と、上記発
振器３１からの変調信号とＢＰＦ３３からの出力信号と
を乗算する乗算器３４と、この乗算器３４からの乗算信
号から誤差信号Ｓｅを取り出す第２のローパスフィルタ
（以下、第２のＬＰＦと記す）３５と、この第２のＬＰ
Ｆ３５からの誤差信号Ｓｅと発振器３１からの変調信号
とを加算して制御信号Ｓｃを生成する加算器３６とを有
して構成されている。

【００５６】次に、このフィードバック回路１１の信号
処理について説明すると、まず、発振器３１より位相制
御用電極２１に周波数ｆｍの変調信号を与え、差動増幅
器１０の出力が周波数ｆｍで変調されるようにする。そ
して、差動増幅器１０の出力をＢＰＦ３３に通して周波
数ｆｍの高調波成分を除去した後、乗算器３４で発振器
３１からの変調信号と乗算し、更に第２のＬＰＦ３５を
通して誤差信号Ｓｅを得る。

【００５７】この誤差信号Ｓｅは、後段の加算器３６で
発振器３１からの変調信号と加算されて制御信号Ｓｃと
して位相制御用電極２１に供給される。一方、差動増幅
器１０からの出力は、第１のＬＰＦ３２により周波数ｆ
ｍの変調信号成分が除去されて再生信号として取り出さ
れる。

【００５８】このように、上記第１実施例に係る光磁気
再生ピックアップにおいては、電気光学結晶ＫＴＰから
なる基板１上に、該基板１よりも光屈折率の高いＴｉＯ
₂ 薄膜２を形成して構成された光導波路４上に、ＳｉＯ
₂ からなる平坦化膜１５を介してプラス電極２１ａ及び
マイナス電極２１ｂからなる位相制御用電極２１を形成
し、更に位相制御用電極２１に制御信号Ｓｃを供給し
て、光導波路４に対し、上記ＴＭモードに沿う方向（ｚ
方向）に電界を与えるようにしたので、この電界の印加
によって、いわゆるポッケルス効果により、基板１のｚ
方向の光屈折率が変化する。

【００５９】これによって、ＴＭモードの伝搬定数が変
化し、ＴＥモード及びＴＭモード間の位相差が変化する
ことなる。従って、フィードバック回路１１から供給さ
れる制御信号Ｓｃに基づいて、上記ＴＥモード及びＴＭ
モードの位相差を制御できることになり、該位相差をπ
の整数倍に調整することが可能となる。その結果、各光
検出素子９ａ及び９ｂから出力される検出信号の相対値
を最大にすることができ、楕円偏光による再生信号の劣
化を防止することができる。

【００６０】次に、上記第１実施例の変形例を図６に基
づいて説明する。この変形例に係る光磁気再生ピックア
ップは、基本的には、上記第１実施例に係る光磁気再生
ピックアップとほぼ同じ構成を有するが、図示するよう
に、基板として、上記電気光学結晶による基板ではな
く、例えばシリコン基板４１を用い、このシリコン基板
４１上に酸化膜４２を介して、電気光学結晶例えばＬＮ
膜（ＬｉＮｂＯ₃ ）４３をライン状（正確には、Ｙ分岐
を有するライン状）に例えばスパッタ法にて形成して光
導波路４を構成している点で異なる。なお、上記酸化膜
４２は、シリコン基板４１を熱酸化することにより形成
することができる。

【００６１】そして、プラス電極２１ａ及びマイナス電
極２１ｂは、ＬＮ膜４３上に形成されたＳｉＯ₂ 等から
なる平坦化膜１５を介して、上記第１実施例において形
成した位置関係のところに形成される。

【００６２】この変形例に係る光磁気再生ピックアップ
においても、上記第１実施例と同様に、プラス電極２１
ａ及びマイナス電極２１ｂからなる位相制御用電極２１
にフィードバック回路１１からの制御信号Ｓｃを供給し
て、光導波路４に対し、上記ＴＭモードに沿う方向（ｚ
方向）に電界を印加するすることにより、いわゆるポッ
ケルス効果により、光導波路のｚ方向の光屈折率が変化
することになる。

【００６３】これによって、ＴＭモードの伝搬定数が変
化し、ＴＥモード及びＴＭモード間の位相差が変化する
ことなる。従って、フィードバック回路１１からの制御
信号Ｓｃに基づいて、上記ＴＥモード及びＴＭモードの
位相差を制御できることになり、該位相差をπの整数倍
に調整することが可能となる。その結果、各光検出素子
９ａ及び９ｂから出力される検出信号の相対値を最大に
することができ、楕円偏光による再生信号の劣化を防止
することができる。

【００６４】次に、第２実施例に係る光磁気再生ピック
アップについて図７〜図１０を参照しながら説明する。
なお、図１及び図２と対応するものについては同符号を
記し、その重複説明を省略する。

【００６５】この第２実施例に係る光磁気再生ピックア
ップは、図７〜図９に示すように、上記第１実施例に係
る光磁気再生ピックアップとほぼ同じ構成を有するが、
以下の点でその構成が異なる。

【００６６】即ち、基板が高さ０．５ｍｍで光屈折率＝
１．４５のガラス基板５１、導波層及び凸状ライン３を
構成する薄膜が光屈折率＝２．０５のＴａ₂ Ｏ₅ 薄膜５
２、平坦化膜が光屈折率＝１．４６のＳｉＯ₂ 膜５３で
あることと、光導波路４の往路６中、Ｙ分岐点と対向面
の間における凸状ライン３の直上部分に温度制御素子と
してのペルチェ素子５４が形成されている点である。

【００６７】このペルチェ素子５４の形成によって、該
ペルチェ素子５４下の光導波路４の温度が制御されるこ
とになる。実験の結果、ペルチェ素子５４の長手方向の
長さを１０ｍｍとした場合に、１０℃から３０℃までの
変化により、ＴＥモードとＴＭモードの位相差をπ変化
させることができた。

【００６８】そして、この第２実施例に係るペルチェ素
子５４には、図７及び図９に示すように、配線を通じて
電流源５５が接続され、この電流源５５と差動増幅器１
０との間には、この電流源５５からペルチェ素子５４に
注入される電流Ｉの値を一定の値、即ち第１及び第２の
光検出素子９ａ及び９ｂからの各検出信号の相対値が極
大となるようにフィードバック制御するフィードバック
回路５６が挿入接続されている。

【００６９】このフィードバック回路５６は、電流源５
５からの上記相対値が極大となるような電流値Ｉからの
ずれを示す誤差信号Ｓｅを用いて位相補償する回路で、
その基本構成は、図１０に示すように、差動増幅器１０
からの出力を光磁気記録媒体から読み取る搬送波信号の
周波数ｆｃより十分に低い周波数ｆｍで同期検波して、
誤差信号Ｓｅを取り出し、この誤差信号Ｓｅを電流源に
フィードバックするものである。

【００７０】即ち、発振器３１より電流源５５に周波数
ｆｍの変調信号を与え、差動増幅器１０の出力が周波数
ｆｍで変調されるようにする。そして、差動増幅器１０
の出力を第２のＢＰＦ７２に通して周波数ｆｍの高調波
成分を除去した後、乗算器３４で発振器３１からの変調
信号と乗算し、更にＬＰＦ７３を通して誤差信号Ｓｅを
得る。

【００７１】この誤差信号Ｓｅは、後段の加算器３６で
発振器３１からの変調信号と加算されて制御信号Ｓｃと
して電流源５５に供給される。一方、差動増幅器１０か
らの出力は、第１のＢＰＦ７１により周波数ｆｍの変調
信号成分が除去されて再生信号として取り出される。

【００７２】このように、上記第２実施例に係る光磁気
再生ピックアップにおいては、ガラス基板５１上に、該
基板５１よりも光屈折率の高いＴａ₂ Ｏ₅ 薄膜５２を形
成して構成された光導波路４上に、ＳｉＯ₂ からなる平
坦化膜５３を介してペルチェ素子５４を形成し、更にこ
のペルチェ素子５４に電流Ｉを供給するための電流源５
５に制御信号Ｓｃを供給して、光導波路４の一部の温度
を制御するようにしたので、ＴＥモード及びＴＭモード
間の位相差が変化することなる。

【００７３】従って、フィードバック回路５６から供給
される制御信号Ｓｃに基づいて、上記ＴＥモード及びＴ
Ｍモードの位相差を制御できることになり、該位相差を
πの整数倍に調整することが可能となる。その結果、各
光検出素子９ａ及び９ｂから出力される検出信号の相対
値を最大にすることができ、楕円偏光による再生信号の
劣化を防止することができる。

【００７４】上記ペルチェ素子５４による温度の変化幅
は、この光導波路４の導波路長及びペルチェ素子５４の
長手方向の長さを適宜選定することにより変えることが
できる。この場合、光導波路４の導波路長を変えること
によって粗調整が行なわれ、ペルチェ素子５４の長手方
向の長さを変えることによって微調整が行なわれる。こ
のことから、光導波路４の導波路長を変える場合、光導
波路４を波長オーダーの精度で作製する必要がなくなり
実用的である。

【００７５】次に、第３実施例に係る光磁気再生ピック
アップについて図１１〜図１４を参照しながら説明す
る。なお、図１と対応するものについては同符号を記
し、その重複説明を省略する。

【００７６】この第３実施例に係る光磁気再生ピックア
ップは、図１１及び図１２に示すように、上記第１実施
例に係る光磁気再生ピックアップとほぼ同じ構成を有す
るが、以下の点でその構成が異なる。

【００７７】即ち、基板が高さ０．５ｍｍで光屈折率ｎ
２＝１．４５のガラス基板６１、導波層及び凸状ライン
３を構成する薄膜が光屈折率ｎ１＝２．５のＴｉＯ₂ 薄
膜６２、平坦化膜が光屈折率ｎ４＝１．４６のＳｉＯ₂
膜６３であることと、光導波路４上に第１実施例で示す
位相制御用電極２１は形成されていないこと、そして、
レーザ光源として波長可変半導体レーザ６４を用いてい
る点である。

【００７８】この波長可変半導体レーザ６４の波長を可
変にする方法としては、現在、温度、駆動電流による制
御のほか、外部に設置されたグレーティングＴＥ−ＴＭ
モード変換器などを用いたものが提案されている。この
実施例においては、後述するフィードバック回路６５に
て駆動電流源６６からの駆動電流Ｉを制御することによ
り、波長を可変にするようにしている。

【００７９】ここで、導波路長を２ｍｍとした場合にお
いて、波長可変半導体レーザ６４の波長λを変えたとき
の各光検出素子９ａ及び９ｂにて出力される検出信号の
相対値の変化をみると、図１３に示すように、位相差を
π変化させるのに５ｎｍの波長変化が必要で、更に上記
相対値を最大値の９０％以上に維持するために１ｎｍ以
下の精度の制御が必要となる。

【００８０】これらの条件は、後述するフィードバック
回路６５による波長可変技術により実現可能であり、ま
た、導波路長により上記条件をずらすことも可能であ
る。

【００８１】ここで、上記フィードバック回路６５の構
成について図１４に基づいて説明する。なお、図５と対
応するものについては同符号を記す。このフィードバッ
ク回路６５は、差動増幅器１０と波長可変半導体レーザ
６４に駆動電流Ｉを供給するための駆動電流源６６間に
挿入接続され、この駆動電流源６６からの上記相対値が
極大となるような電流値Ｉからのずれを示す誤差信号Ｓ
ｅを用いて位相補償する回路で、その基本構成は、上記
第１実施例に係るフィードバック回路とほぼ同じ構成を
有する。

【００８２】即ち、差動増幅器１０からの出力を、光磁
気記録媒体から読み取る搬送波信号の周波数ｆｃより十
分に高い周波数ｆｍで同期検波して、誤差信号Ｓｅを取
り出し、この誤差信号Ｓｅを駆動電流源６６にフィード
バックするものである。

【００８３】つまり、発振器３１より駆動電流源６６に
周波数ｆｍの変調信号を与え、差動増幅器１０の出力が
周波数ｆｍで変調されるようにする。そして、差動増幅
器１０の出力をＢＰＦ３３に通して周波数ｆｍの高調波
成分を除去した後、乗算器３４で発振器３１からの変調
信号と乗算し、更に第２のＬＰＦ３５を通して誤差信号
Ｓｅを得る。

【００８４】この誤差信号Ｓｅは、後段の加算器３６で
発振器３１からの変調信号と加算されて制御信号Ｓｃと
して駆動電流源６６に供給される。一方、差動増幅器１
０からの出力は、第１のＬＰＦ３２により周波数ｆｍの
変調信号成分が除去されて再生信号として取り出され
る。

【００８５】このように、上記第３実施例に係る光磁気
再生ピックアップにおいては、ガラス基板６１上に、該
基板６１よりも光屈折率の高いＴｉＯ₂ 薄膜６２を形成
して構成された光導波路４のレーザ光源として波長可変
半導体レーザ６４を用い、この波長可変半導体レーザ６
４に駆動電流Ｉを供給するための駆動電流源６６に制御
信号Ｓｃを供給して、波長可変半導体レーザ６４から出
射されるレーザ光の波長を可変制御するようにしたの
で、ＴＥモード及びＴＭモード間の位相差が変化するこ
となる。

【００８６】従って、フィードバック回路６５から供給
される制御信号Ｓｃに基づいて、上記ＴＥモード及びＴ
Ｍモードの位相差を制御できることになり、該位相差を
πの整数倍に調整することが可能となる。その結果、各
光検出素子９ａ及び９ｂから出力される検出信号の相対
値を最大にすることができ、楕円偏光による再生信号の
劣化を防止することができる。

【００８７】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る光磁気再生
ピックアップによれば、発光手段から出射された光の第
１のモードの光成分を記録媒体側に案内し、該記録媒体
にて反射した光を光検出器側に案内する光導波路を具備
し、上記光導波路に、上記反射光に含まれる上記第１と
第２のモードの各光成分の位相差を補償する位相補償手
段を設けるようにしたので、導波路の製造ばらつきや温
度変化による光学パラメータの変動又は出射光の波長変
動等があっても、２つの固有モード間の位相差を容易に
補償（πの整数倍）することができ、楕円偏光による再
生信号の劣化を防止することができる。

【００８８】また、本発明は、上記構成において、上記
位相補償手段を、電気光学結晶からなる基板上に、該基
板よりも光屈折率の高い薄膜を形成して構成された上記
光導波路と、上記光導波路に対し、電界を印加する電界
印加手段とで構成するようにしたので、電界印加手段か
ら発生する電界の強度を適宜選定することにより、上記
２つのモードの位相差を制御できることになり、該位相
差をπの整数倍に調整することが可能となる。その結
果、上記楕円偏光による再生信号の劣化を防止すること
ができる。

【００８９】また、本発明は、上記構成において、上記
位相補償手段を、電気光学結晶からなる基板上に、該基
板よりも光屈折率の高い薄膜を形成して構成された上記
光導波路と、上記光導波路に対し、電界を印加する電界
印加手段とで構成するようにしたので、電界印加手段か
ら発生する電界の強度を適宜選定することにより、上記
２つのモードの位相差を制御できることになり、該位相
差をπの整数倍に調整することが可能となる。その結
果、上記楕円偏光による再生信号の劣化を防止すること
ができる。

【００９０】また、本発明は、上記構成において、上記
位相補償手段を、上記光導波路上に形成された温度制御
素子を設けて構成するようにしたので、温度制御素子に
よって導波路の一部の温度を制御できることとなり、上
記２つのモードの位相差を制御できることとなる。その
結果、上記位相差をπの整数倍に調整することが可能と
なり、上記楕円偏光による再生信号の劣化を防止するこ
とができる。

【００９１】また、本発明は、上記構成において、上記
位相補償手段を、上記発光手段から出射される光の波長
を可変にする波長制御手段を設けて構成するようにした
ので、波長制御手段によって発光手段の波長を制御でき
ることとなり、上記２つのモードの位相差を制御できる
こととなる。その結果、上記位相差をπの整数倍に調整
することが可能となり、上記楕円偏光による再生信号の
劣化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る光磁気再生ピックアップを示
す構成図である。

【図２】第１実施例に係る光磁気再生ピックアップの要
部の断面図である。

【図３】差動光検出部を示す構成図である。

【図４】２つの光検出素子からの光検出信号の相対値に
おける基板（ｚ方向）の屈折率変化依存性を示す特性図
である。

【図５】第１実施例に係る光磁気再生ピックアップに接
続されるフィードバック回路の構成を示すブロック図で
ある。

【図６】第１実施例の変形例に係る光磁気再生ピックア
ップの要部の断面図である。

【図７】第２実施例に係る光磁気再生ピックアップを示
す構成図である。

【図８】第２実施例に係る光磁気再生ピックアップの要
部の断面図である。

【図９】第２実施例に係る光磁気再生ピックアップの要
部の斜視図である。

【図１０】第２実施例に係る光磁気再生ピックアップに
接続されるフィードバック回路の構成を示すブロック図
である。

【図１１】第３実施例に係る光磁気再生ピックアップを
示す構成図である。

【図１２】第３実施例に係る光磁気再生ピックアップの
要部の断面図である。

【図１３】２つの光検出素子からの光検出信号の相対値
におけるレーザ光波長依存性を示す特性図である。

【図１４】第３実施例に係る光磁気再生ピックアップに
接続されるフィードバック回路の構成を示すブロック図
である。

【図１５】従来例に係る光磁気再生ピックアップを示す
構成図である。

【図１６】光導波路から出射される光の楕円偏光を示す
説明図である。

【図１７】光磁気記録媒体からの上向き磁化での反射光
と下向き磁化での反射光の各偏光方向を示すベクトル線
図である。

【図１８】２つの反射光の楕円偏光による信号劣化を示
すベクトル線図である。

【符号の説明】

１ 基板（ＫＴＰ） ２ 導波層（ＴｉＯ₂ ） ３ 凸状ライン ４ 光導波路 ５ 半導体レーザ ６ 往路 ７ モードフィルタ ８ 復路 ８ａ及び８ｂ 分岐路 ９ 差動光検出部 ９ａ及び９ｂ 第１及び第２の光検出素子 １０ 差動増幅器 １１ フィードバック回路 １２ 差動検出回路 １３ａ及び１３ｂ 信号検出用モードフィルタ １４ 溝 １４ａ及び１４ｂ 側面 １５ 平坦化膜（ＳｉＯ₂ ） ２１ 位相制御用電極 ２１ａ プラス電極 ２１ｂ マイナス電極 ３１ 発振器 ３２ 第１のＬＰＦ ３３ ＢＰＦ ３４ 乗算器 ３５ 第２のＬＰＦ ３６ 加算器 ４１ シリコン基板 ４２ 酸化膜（熱酸化膜：ＳｉＯ₂ ） ４３ ＬＮ膜（ＬｉＮｂＯ₃ ） ５１ ガラス基板 ５２ 導波層（Ｔａ₂ Ｏ₅ ） ５３ 平坦化膜（ＳｉＯ₂ ） ５４ ペルチェ素子 ５５ 電流源 ５６ フィードバック回路 ６１ ガラス基板 ６２ 導波層（ＴｉＯ₂ ） ６３ 平坦化膜（ＳｉＯ₂ ） ６４ 波長可変半導体レーザ ６５ フィードバック回路 ６６ 駆動電流源 ７１及び７２ 第１及び第２のＢＰＦ ７３ ＬＰＦ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 智 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光手段から出射された光の第１のモー
   ドの光成分を記録媒体側に案内し、該記録媒体にて反射
   した光を光検出器側に案内する光導波路を具備し、 上記光導波路に、上記反射光に含まれる上記第１のモー
   ドと第２のモードの各光成分の位相差を補償する位相補
   償手段を有することを特徴とする光磁気再生ピックアッ
   プ。
2. 【請求項２】 上記第１のモードは、垂直偏波モード又
   は水平偏波モードであり、上記第２のモードは上記第１
   のモードが垂直偏波モードのとき、水平偏波モードであ
   り、上記第１のモードが水平偏波モードのとき、垂直偏
   波モードであることを特徴とする請求項１記載の光磁気
   再生ピックアップ。
3. 【請求項３】 上記位相補償手段は、電気光学結晶から
   なる基板上に、該基板よりも光屈折率の高い薄膜を形成
   して構成された上記光導波路と、 上記光導波路に対し、電界を印加する電界印加手段とで
   構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の
   光磁気再生ピックアップ。
4. 【請求項４】 上記位相補償手段は、基板上に、電気光
   学結晶からなり、かつ上記基板よりも光屈折率の高い薄
   膜を形成して構成された上記光導波路と、 上記光導波路に対し、電界を印加する電界印加手段とで
   構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の
   光磁気再生ピックアップ。
5. 【請求項５】 上記電界印加手段によって印加する電界
   の方向が、上記第１又は第２のモードに沿う方向である
   ことを特徴とする請求項３又は４記載の光磁気再生ピッ
   クアップ。
6. 【請求項６】 上記電界印加手段によって印加する電界
   の方向が、上記光導波路の膜厚方向であることを特徴と
   する請求項３又は４記載の光磁気再生ピックアップ。
7. 【請求項７】上記位相補償手段は、上記光導波路上に形
   成された温度制御素子を有することを特徴とする請求項
   １記載の光磁気再生ピックアップ。
8. 【請求項８】上記位相補償手段は、上記発光手段から出
   射される光の波長を可変にする波長制御手段を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載の光磁気再生ピックアッ
   プ。